继电保护二次回路绝缘现状分析及对策

继电保护二次回路绝缘现状分析及对策

赵晨

国网山西省电力公司超高压变电分公司   山西太原  030000

摘要：本文在分析继电保护及二次回路的基本概念及现状的基础上，对其发展趋势进行了探讨。

关键词：电力系统；继电保护；二次回路；现状；发展

1电力系统继电保护二次回路保护的特征

电力系统继电保护二次回路是电力系统的重要组成部分，由测量系统、继电保护系统、开关系统、电源系统的信号系统等几个部分组成，以低压的形式对电力系统进行保护。因为电力系统继电保护二次回路由多个部分组成，所以在工作过程中突显了复杂性；而且电力系统继电保护二次回路发挥作用需要这些部分协调发生作用，所以还体现了综合性的特点。电力系统继电保护二次回路的复杂性和综合性也是其工作时体现的优势和出现故障的原因和依据[1]。

2继电保护与二次回路现状分析

2.1基建或技改时施工单位安装工艺质量不过关

例如：电缆二次接线施工中，施工人员割电缆头时用力过猛，割破电缆芯线绝缘层；热镀锌钢电缆保护管管口毛刺和尖锐棱角未打磨光滑，在二次电缆穿管时刺破电缆；窄小密闭空间内防火防潮封堵材料放置过多误碰接线端子，该情况多发生在变压器本体各压力继电器接线盒内；户外高压互感器接线盒至地面电缆沟的热镀锌钢电缆保护管管口两端未封堵或封堵不严密，运行时电缆沟中水汽通过保护管进入互感器接线盒内聚集。随着就地模块越来越多的应用，就地模块多功能、小型化的特点也对施工人员的安装工艺提出更高的要求[2]。

2.2现场装配线人员水平或厂家厂内装配线质量不过关

现场常发现二次线号头相类似的两根或多根导线接线交叉、整排端子接错位的情况；或者是厂家在厂内配线时某个元件跨接在两组电源之间等。

2.3运行环境恶劣造成二次回路绝缘强度下降

高温高湿环境下，二次回路电缆经过长年运行，绝缘层严重老化开裂破坏；或者是由于金属软管老化损坏，雨水通过破损口顺着软管流入设备接线盒造成绝缘击穿事件；温度分布不均的封闭空间内，空气中水汽达到过饱和时，高湿空气就会在温度较低的绝缘材料表面凝露，致使绝缘材料绝缘性能下降；振动设备的二次电缆长期受振动磨损、拉扯等外力作用破坏电缆绝缘。另外，由于静电对灰尘的吸附效应，在高扬尘的环境中，特别是基建或扩建施工阶段，运行设备和机构上的相邻端子或触点附着尘土过多导致绝缘击穿，更有极个别发现有小动物粪便落入设备导致绝缘击穿事故[3]。

2.4设备产品质量缺陷或结构设计不合理

据不完全统计，电网变压器气体继电器、油温/绕温温度计等本体元件在雨季或进行变压器喷淋试验时，由于密封效果不好且未加装防雨罩，雨水或喷淋水进入继电器接线盒内造成变压器非计划停运的情况时有发生。二次电缆产品质量不过关造成二次回路整体绝缘偏低。例如：某变电站曾发生连续暴雨天气，仓库存储的电缆遭雨水浸泡，水从电缆头处渗入电缆内部，由于安装调试监督不严且验收时绝缘测试未抽查到该批次电缆，造成后期二次回路整体绝缘偏低，设备运行时常出现异常报警，最终处理结果是结合一次设备检修更换了该批次电缆；某厂家一次设备本体航空插头设计不合理，由于智能站设备运行状态监视回路采用完全双重化冗余配置，厂家设计时未考虑航空插头内空间小、电缆布置多的问题，导致现场安装时航空插头的狭小空间内电缆过多，相互挤压破坏二次电缆绝缘。

3二次回路的发展趋势

传统的二次回路是由相对独立的继电保护、调度通信和安全自动装置系统、远动系统构成。这3个部分在应用过程中相互独立，各负其职，由系统调度员统一协调使用。自20世纪80年代以来，随着继电保护微机化、远动数字化和调度自动化，促使这3个部分相互融合，产生了基于微机装置和计算机网络的变电站综合自动化，国际上称为变电站自动化。进入20世纪90年代，随着我国农村和城市电网的改造，变电站自动化促成了电力系统二次系统的重大变革[4]。

在实际应用中，常规变电站的二次回路按照测量、信号、控制等功能分开，相应地就有测量装置(如计量屏)、信号装置(如中央信号屏)、控制装置(如控制屏)等。每个电流互感器的二次侧回路、断路器跳闸、合闸操作回路，要分别连接到相应的显示屏上，如信号屏、计量屏、控制屏等。由于各设备安装在不同地点，变电站内二次电缆错综复杂，存在的问题包括：接线复杂，安全性、可靠性不高；电能质量难以控制，设备结构复杂、占地面积大，维护工作量大等。传统变电站的二次回路是一个复杂的控制网络，包括控制、信号、测量及检测系统、调节及操作电源系统等。其中，信号系统包含位置、事故音响、瞬时预告、延时预告等信号，由于这些二次回路之间依靠硬件连接，致使二次接线较多。而变电站自动化打破了二次回路之间原有的界限，使得二次接线得到简化，如：通过数字通信方式取代原来靠硬件连接的系统；使用装置中的印制电路板取代原屏幕内设备之间的连线。

4电力系统继电保护二次回路检修与维护方法

4.1保护方面

在继电保护二次回路中，经常会需要进行电流差动保护。在这个过程中，操作起来存在很大困难，这句需要转变过去的差动保护。就差动保护而言，其形式也有很多种，其中，最常见的是比率差动保护，这也是应用作为广泛的差动保护，对对二次回路进行检修时，能够充分发挥其作用，确定故障问题。如果想要防止出现电流在流经继电保护回路状态保护装置时，出现操作方面的问题，就需要提升装置保护性能，进而降低事故发生的次数。

4.2电流方面

由于继电保护的差动保护情况与电流互感器息息相关，在对差动保护装置进行构建时，需要重视这方面的工作。在开展电流互感器的安装工作之前，相关工作人员需要注意型号的选择。大多数情况而言，在差动保护中，使用数量最多的要数D级电流互感器。在实际操作和使用D级电流互感器时，电流会在通过外围稳态短路电流过程中达到最大数值。此时，工作人员需要确保在设定差动保护回路二次负荷时，其数值在规定的范围内，从而纺织出现故障问题。

4.3负荷方面

在实际运行中，继电保护二次回路需要对电流互感器负荷进行控制。在实际运行下，需要降低电流互感器励磁电流，使得电路运行得到保证。如果需要将继电保护二次回路负荷降低，在选择电流互感器时，可以选择以弱电控制的电流互感器，确保电缆电阻的减小，认真进行定期检查，及时了解互感器情况。

5结束语

综上所述，随着电力系统发展，其规模及复杂性显著提高，对继电保护及二次回路发展提出更高要求，并且呈现出信息化、智能化、自动化等趋势。经多年发展，我国在继电保护领域进展迅速，创建了完善的继电保护研发、制造、安装、运维等体系，大量先进技术得以应用到继电保护及二次回路中，暂态保护、神经网络等先进算法已转化为实际应用，对现代智能电网发展有较大促进作用。

参考文献

[1]杜岳焘.变电站继电保护二次回路的隐患排查[J].集成电路应用,2020,37(06):86-87.DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2020.06.037.

[2]雷鹏涛.变电站继电保护二次回路隐患排查方法研究[J].中外企业家,2019(32):112-113.

[3]王家永,曹景雷,李俊良.继电保护二次回路异常及故障处理对策分析[J].电气技术与经济,2018(04):9-11.

[4]牛向东.继电保护二次回路问题引发的故障与防治[J].通讯世界,2017(06):166-167.